簡介：物流行業(yè)剛剛成為國家重點扶持的十大振興行業(yè)之一，在整個物流產(chǎn)業(yè)鏈中立體倉庫占有極其重要的作用。現(xiàn)代激光測距與定位技術(shù)在立體倉庫有著重要的作用，在有軌巷道堆垛機自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了堆垛機的絕對定位。不僅有效解決了計數(shù)與定位的精度與可靠性．而且方便地實現(xiàn)平滑調(diào)速，從而提升堆垛機的整機性能。
隨著物流領(lǐng)域的自動化程度越采越高，各種信息技術(shù)如光電技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)等得到廣泛的應(yīng)用，其中激光檢測技術(shù)憑借其在測距、定位等方面的優(yōu)勢，在激光堆垛機和自動導(dǎo)向機等設(shè)備中起到了關(guān)鍵作用，并積極推動了物流系統(tǒng)整體性能的提升。
特別是在有軌巷道堆垛機自動控制系統(tǒng)中，激光測距與定位、PLC控制、分布式現(xiàn)場總線、矢量變頻調(diào)速等技術(shù)的應(yīng)用，使有軌巷道堆垛機控制系統(tǒng)超越了原有的設(shè)計思路，實現(xiàn)堆垛機的絕對認址，不僅有效解決了計數(shù)與定位的精度與可靠性問題，并且方便地實現(xiàn)平滑調(diào)速，優(yōu)化陋曲線、優(yōu)化起動與制動性能，從而提升了堆垛機的整機性能，確保整機性能可靠、平穩(wěn)、高效。目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機械、食品、煙草、電子、汽車、配送中心、藥品、電器和倉儲等領(lǐng)域。
系統(tǒng)構(gòu)成和硬件配置：
自動化立體倉庫 (As／Rs)是土建、機械、電氣、通訊、信息等多專業(yè)的綜合工程。其中，機械設(shè)備包括立體貨架、搬運機械、輸送設(shè)備、分配小車、出入庫臺、貨箱及托盤等設(shè)備；電氣設(shè)備包括電控裝置、驅(qū)動裝置、變頻裝置、操作面板、PLC控制模塊、檢測裝置、通訊設(shè)備、監(jiān)控調(diào)度設(shè)備、計算機管理設(shè)備，以及屏幕顯示圖像監(jiān)視等設(shè)備；計算機系統(tǒng)主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通訊系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)控制等組成部分。
在提升了堆垛機的整機性能方面，邦納公司推出LT7長距離激光傳感器，該傳感器為高精度，超長距離的“Time-of-Flight”激光距離傳感器，其檢測距離達到250米。其主要產(chǎn)品特點如下：
可選反射板式，2個PNP輸出，檢測距離可達250m；
選直反式，2個PNP輸出，模擬量4－20mA輸出，背景抑制，檢測距離達10m；
提供2個報警輸出，配合LCD顯示，易于故障分析；
按鍵教導(dǎo)，可通過按鍵或串行接口完成；
連續(xù)的檢測距離顯示；
10 mm線性度 ；
可選RS-422和SSI接頭；
使用可視2級激光，精確對準(zhǔn)；
快速預(yù)熱，漂移減到最小
自動化立體倉庫(As／Rs)是土建、機械、電氣、通訊、信息等多專業(yè)的綜合工程，主要由土建設(shè)備、機械設(shè)備、電氣設(shè)備和I計算機系統(tǒng)設(shè)備等四類設(shè)備組成，其中，機械設(shè)備包括立體貨架、搬運機械、輸送設(shè)備、分配小車、出入庫臺、貨箱及托盤等設(shè)備；電氣設(shè)備包括電控裝置、驅(qū)動裝置、變頻裝置、操作面板、 PLC控制模塊、檢測裝置、通訊設(shè)備、監(jiān)
控調(diào)度設(shè)備、計算機管理設(shè)備，以及屏幕顯示圖像監(jiān)視等設(shè)備；計算機系統(tǒng)主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通訊系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)控制等組成部分。
1．AS，RS系統(tǒng)構(gòu)成
As／Rs自動化立體倉庫由立體庫貨架、堆垛機、貨箱、地軌、出入庫臺、輸送機、激光測g巨、通訊設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等組成，如圖1所示。其主要工作流程如下：
入庫作業(yè)流程：接收入庫作業(yè)命令一出入庫臺一取貨箱一堆垛機一立體庫貨架一存貨箱一返回出入庫臺一入庫作業(yè)完成待機：
出庫作業(yè)流程：接收出庫作業(yè)命令一去目的地址一立體庫貨架一取貨箱一堆垛機一出入 庫臺一存貨箱一輸送機一出入庫臺一完成出庫到入庫臺待機。
圖1所示為一個巷道的自動化立體倉庫。通常情況下，立體庫由多個巷道組成。巷道有 軌堆垛機是自動化立體倉庫的核心裝備及主要搬運設(shè)備，其主要用途是在高層立體貨架的巷 道內(nèi)來回穿梭運行，將位于巷道口_的貨物自動存取，并放入擺定的貨位即入庫竹業(yè)．或者取 矗j貨位內(nèi)的貨物運送到巷道口即出庫作業(yè)．或名將貨物從一個貨付磣位豉八到蔓一個貨1i e}，即盤庫移貨作業(yè)，廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈物流、精確倉儲、快速配送中。
堆垛機總體結(jié)構(gòu)及主要電氣元件布置如圖2所示：
2。堆垛機電控系統(tǒng)總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
整個自動化立體倉庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊采用Profibus—DP網(wǎng)絡(luò)進行，將PLC可編程控制器、激光測距器、水平運行變頻器、升降運行變頻器、貨叉運行變頻器、控制面板觸摸屏、上位監(jiān)控祝等連接刻Profibus—DP網(wǎng)絡(luò)中．絹成一個Profibus—DP瓤絡(luò)，并為連接在DP甌絡(luò)上董每個部件都分配滅同的DP總線地址．通過訪問不同的DP總線地址實現(xiàn)對其相應(yīng)；E件的致
。并對數(shù)據(jù)送行處理，實現(xiàn)堆垛饑的定位測距與調(diào)速自動控制。
1．激光測距與定位的實現(xiàn)
(1)貨位基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的初始化與自學(xué)習(xí)
在PLC上電初始化自檢測時，通過激光測距器將出入庫臺和每一個貨格的絕對地址數(shù)據(jù)讀出。并自動保存到PLC內(nèi)部的貨位地址數(shù)據(jù)表DB0中。進行貨位地址數(shù)據(jù)表的修改設(shè)置與保存固化，形成貨位地址數(shù)據(jù)表DB0供堆垛機運行定位使用，完成原始數(shù)據(jù)的初始化和固化校準(zhǔn)。
(2)堆垛機的作業(yè)數(shù)據(jù)處理
當(dāng)堆垛機接收到上位監(jiān)控機或操作面板觸摸屏下達的作業(yè)指令時，PLC可編程控制器接受作業(yè)指令，并根據(jù)作業(yè)指令裝入目標(biāo)指針，修改目標(biāo)指針并指向貨位地址數(shù)據(jù)表DB0相應(yīng)的位置，將目標(biāo)指針對應(yīng)的數(shù)據(jù)讀出作為當(dāng)前作業(yè)目的地址LN；同時，通過激光測距器讀取堆垛機當(dāng)前地址ID0，并存儲在PLc內(nèi)供程序計算用。
(3)激光測距與定位的實現(xiàn)
通過PLC程序?qū)σ陨蠑?shù)據(jù)的處理，實現(xiàn)堆垛機的認址與定位。由于激光測距實現(xiàn)了絕對認址，實現(xiàn)了貨位設(shè)定的數(shù)字化，從而方便了貨位數(shù)據(jù)、出入庫臺位置、運行速度值等的設(shè)置，易于實現(xiàn)數(shù)據(jù)比較、計數(shù)、自動換速及精準(zhǔn)定位等功能。
2．堆垛機平滑調(diào)速的實現(xiàn)
通過PLC采集到動態(tài)運行數(shù)據(jù)后，通過公式△L=LN—ID0可以計算出當(dāng)前列地址ID0與目的列地址LN的位移差△L。由于堆垛機的計算速度是由位移差計算得出，因此，計算速度是隨著位移差的變化而連續(xù)變化的，這樣就可以連續(xù)地控制堆垛機的運行速度，并通過程序自動進行換速，從而實現(xiàn)堆垛機的平滑調(diào)速。
通常，堆垛機的最大運行速度受堆垛機機構(gòu)、電機性能、功率、負載及安全等方面的限制，設(shè)有一個最大限速值；堆垛機的最小運行速度受到負載與拖動力矩等的影響，設(shè)有一個最小速度限制，否則低速時就無法拖動和正常工作。
通過激光測距與定位技術(shù)在巷道堆垛機系統(tǒng)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了堆垛機的絕對認址技術(shù)，相比傳統(tǒng)的檢測片相對認址技術(shù)，不僅有效地提高了檢測速度和效率，還有效解決了計數(shù)與定位的精度與可靠性問題。此外，還實現(xiàn)了測距、編址和調(diào)速的數(shù)字化，使庫臺和貨位地址變更、調(diào)速曲線優(yōu)化、起動與制動性能優(yōu)化等易于實現(xiàn)，從而大大提升堆垛機的整機性能，確保了堆垛機的定位精度、運行平穩(wěn)性和運動噪音等關(guān)鍵參數(shù)。
